一种环境友好型车用双组份中涂漆的制作方法

文档序号:11278071阅读:242来源:国知局

本发明属于车用涂料技术领域,具体为一种环境友好型车用双组份中涂漆。



背景技术:

环境友好型汽车涂料主要有3大类:不含铅、铬等重金属的涂料,高固体分涂料或低有机挥发物(voc)涂料(voc含量≤420g/l),以及水性涂料。目前水性涂料作为环境最友好的涂料在各种领域中广泛应用,但在对涂料耐机械性能、耐理化性能、施工性能要求较高的汽车涂料领域,溶剂型涂料有其特有的耐机械性能、耐理化性能的优势。为满足日益增强的环保意识,同为环境友好型涂料的高固体分汽车涂料必将扮演不可或缺的角色。

车用双组份中涂漆是用于车辆底漆和面漆之间的涂料,市场上使用的车用双组份中涂漆主要为低固体分产品,在施工过程中voc排放较高,超过550g/l,对生产环境和大气环境危害较大。目前,随着人们环保意识的增强,以及国家征收涂料消费税相关政策的出台,车用双组份中涂漆除了满足常规的耐机械性能和理化性能外,还要求满足施工voc≤420g/l的标准,以满足国家各项环保政策的要求。

现有车用双组份中涂漆包括主漆、固化剂、稀释剂,一般选用的主体树脂和固化剂粘度高,固含低,选用的防沉触变剂为增稠类的膨润土类助剂,分散剂为不降粘的低分子量分散剂,固化剂固含较低,使用过程中需要添加很多稀释剂开稀才能满足现场施工要求,导致施工过程中voc排放较高。



技术实现要素:

为解决现有车用双组份中涂漆在施工过程中voc排放高,无法满足目前新形势下的环保要求的问题,本发明提供一种环境友好型车用双组份中涂漆,本发明的车用双组份中涂漆的施工voc<420g/l,满足国家对油性涂料的环保要求。

本发明通过提高车用双组份中涂漆的施工固含,减少施工过程中溶剂的使用量,降低有机挥发物的排放,使中涂漆施工voc达到420g/l以下。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种环境友好型车用双组份中涂漆,包括主漆,所述主漆由以下重量份数的组分组成:丙烯酸树脂25~35份、羟基聚酯树脂1~3份、环氧树脂1~3份、润湿分散剂0.3~0.7份、流平剂0.3~0.7份、钛白粉20~30份、滑石粉12~17份、2500目沉淀硫酸钡6~10份、磷酸锌4~8份、防沉触变剂0.3~0.6份、催化剂0.03~0.05份、溶剂9~13份。

进一步,所述双组份中涂漆还包括固化剂和稀释剂,所述主漆中所有树脂的羟基与固化剂中的异氰酸根的摩尔比为1.1~1.2,稀释剂的量为将主漆与固化剂混合物稀释至涂4杯粘度24~26s/25℃。

进一步,所述丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂,其中,羟基值:80mgkoh/g≤羟值≤132mgkoh/g,固含量≥70%,粘度≤25s。

进一步,所述润湿分散剂为含颜料亲和基团的丙烯酸酯嵌段共聚物。

进一步,所述流平剂为聚丙烯酸酯。

进一步,所述防沉触变剂为气相二氧化硅。

进一步,所述催化剂为有机锡催化剂,更进一步,所述催化剂为二月硅酸二丁基锡。

进一步,所述溶剂为醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯、pma中的一种或多种。

进一步,所述溶剂为醋酸丁酯、三甲苯、pma的混合物,以重量比计,醋酸丁酯∶三甲苯∶pma=2∶2∶1。

进一步,所述固化剂为用醋酸丁酯稀释hdi三聚体多异氰酸酯固化剂后的混合物,以重量比计,hdi三聚体多异氰酸酯固化剂∶醋酸丁酯=(70~80)∶(20~30)。

进一步,所述稀释剂为醋酸丁酯、二甲苯、三甲苯、四甲苯、dbe、pma中的一种或多种。

一种所述环境友好型车用双组份中涂漆的制备方法,包括下列步骤:

(1)主漆的制备:

1)取上述重量份数的溶剂、润湿分散剂、丙烯酸树脂、防沉触变剂,在中速分散状态下混合均匀后,在搅拌状态下加入钛白粉、滑石粉、2500目沉淀硫酸钡、磷酸锌,在高速分散状态下混合均匀后研磨,得混合物a;

2)取上述重量份数的催化剂、羟基聚酯树脂、环氧树脂、流平剂,加入步骤1)所得混合物a中,在中速分散状态下混合均匀,过滤即得主漆;

(2)固化剂的制备:取上述重量份数的hdi三聚体多异氰酸酯固化剂和醋酸丁酯,在500~800r/min下搅拌15~20min,使用300目滤网过滤即得固化剂;

(3)稀释剂的制备:取上述重量份数的醋酸丁酯、二甲苯、dbe、pma,在500~800r/min下搅拌15~20min,使用300目滤网过滤即得稀释剂;

(4)双组份中涂漆的制备:将步骤(1)、(2)制备的主漆和固化剂按照主漆中所有树脂的羟基与固化剂中的异氰酸根的摩尔比为1.1~1.2将主漆和固化剂混合均匀,再添加稀释剂将主漆与固化剂混合物稀释至涂4杯粘度24~26s/25℃,即制得双组份中涂漆。

进一步,所述中速分散状态是在800~1000r/min条件下搅拌15~20min,高速分散状态是在1200~1600r/min条件下搅拌20~25min。

进一步,所述步骤1)中所述搅拌状态为300~500r/min,所述研磨为使混合物a的细度≤20μm。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

1、本发明的环境友好型车用双组份中涂漆,主漆采用高固含、低粘度的羟基丙烯酸树脂作为主体,使车用双组份中涂漆的主漆具有固含高、粘度低的特点,同时满足中涂漆耐酸、耐碱、耐汽油、耐水等性能。同时,羟基丙烯酸树脂与高固低粘的羟基聚酯树脂、环氧树脂配合使用,提高了双组份中涂漆的抗冲击性、柔韧性、附着力等性能,减少主漆中溶剂的添加量。

2、本发明采用气相二氧化硅为防沉触变剂,既满足主漆的防沉降、防流挂性能,还规避了助剂对配方的增稠,有效的减少了主漆中的溶剂量。

3、本发明采用含颜料亲和集团的丙烯酸酯嵌段共聚物润湿分散剂,通过空间位阻作用,减少分子间作用力,有效降低体系粘度,减少主漆溶剂使用量。

4、本发明采用金红石型钛白粉、2500目沉淀硫酸钡、滑石粉三种粉料,根据吸油量合理复配,使汽车二道底漆具有遮盖力好、填充性优、打磨性佳的特点。

5、本发明采用高固低粘的hdi三聚体多异氰酸酯作为被稀释固化剂,有效减少了施工状态下溶剂的添加量,降低车用双组份中涂漆的施工voc。

6、本发明采用聚丙烯酸酯流平剂,使双组份中涂漆的具有优异的流平性,且不影响与面漆的配套性。

7、本发明的环境友好型车用双组份中涂漆,采用羟基丙烯酸树脂、羟基聚酯树脂、环氧树脂与钛白粉、滑石粉、硫酸钡、润湿分散剂、流平剂、催化剂、溶剂复配,搭配高固低粘的固化剂,具有配套性优异、硬度好、柔韧性佳的优点,而且与普通车用双组份中涂漆相比施工voc<420g/l,满足政策法规对油性涂料的环保要求。

具体实施方式

在本发明实施例中,所用丙烯酸树脂为高固低粘的羟基丙烯酸树脂,该树脂的羟值:80mgkoh/g≤羟值≤132mgkoh/g,固含量≥70%,粘度≤25s(格式粘度/25℃)。

所用羟基聚酯树脂为2r006树脂,购自武汉怡兴奥丽斯科技公司,固含量100%。

所用环氧树脂为861环氧树脂,购自武汉怡兴奥丽斯科技公司,固含量80%。

所用润湿分散剂为含颜料亲和基团的丙烯酸酯嵌段共聚物,优选为德国毕克公司的byk161。

所用流平剂为聚丙烯酸酯,优选为德国毕克化学公司的byk358n。

所用防沉触变剂为气相二氧化硅,为德固赛公司的r972。

所用催化剂为有机锡催化剂,具体为二月硅酸二丁基锡(t-12催化剂)。

所用固化剂为用醋酸丁酯稀释hdi三聚体多异氰酸酯固化剂后的混合物,以重量比计,hdi三聚体多异氰酸酯固化剂∶醋酸丁酯=(70~80)∶(20~30),所用hdi三聚体多异氰酸酯,型号tpa-90sb,固含为90%,粘度≤310mpa.s/25℃,购自日本旭化成公司。

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种环境友好型车用双组份中涂漆,由主漆、固化剂和稀释剂组成,主漆由以下重量份数的组分组成:羟基丙烯酸树脂32份、羟基聚酯树脂2份、环氧树脂3份、润湿分散剂0.7份、流平剂0.4份、钛白粉21份、滑石粉16份、2500目沉淀硫酸钡6.5份、磷酸锌8份、防沉触变剂0.5份、催化剂0.05份、溶剂10份,其中溶剂包括:醋酸丁酯4份、pma4份、三甲苯2份,固化剂为hdi三聚体多异氰酸酯固化剂80份、醋酸丁酯20份的混合物,稀释剂包括:醋酸丁酯25份、二甲苯50份、dbe5份、pma20份。

其中,所述羟基丙烯酸树脂的羟值130mgkoh/g,固体含量75%(溶剂为乙酸正丁酯),黏度25s(格式管粘度/25℃)。

本实施例中环境友好型车用双组份中涂漆的制备方法,包括以下步骤:

(1)主漆的制备:

1)取上述重量份数的溶剂、润湿分散剂、丙烯酸树脂、防沉触变剂,在800r/min条件下搅拌20min后,在300r/min条件下加入钛白粉、滑石粉、2500目沉淀硫酸钡、磷酸锌,待颜料全部溶入,在1500r/min下分散20min,然后将混合物研磨至细度≤20μm,得混合物a;

2)取上述重量份数的催化剂、羟基聚酯树脂、环氧树脂、流平剂,加入步骤1)所得混合物a中,在1000r/min下分散15min,采用120目滤网过滤即得主漆;

(2)固化剂的制备:取上述重量份数的hdi三聚体多异氰酸酯固化剂、醋酸丁酯,在600r/min下搅拌20min,使用300目滤网过滤即得固化剂;

(3)稀释剂的制备:取上述重量份数的醋酸丁酯、二甲苯、dbe、pma,在600r/min下搅拌15min,使用300目滤网过滤即得稀释剂;

(4)双组份中涂漆的制备:将步骤(1)、(2)制备的主漆和固化剂按照主漆中所有树脂的羟基与固化剂中的异氰酸根的摩尔比为1.1将主漆和固化剂混合均匀,再添加稀释剂将主漆与固化剂混合物稀释至涂4杯粘度25s/25℃,制得本实施例的双组份中涂漆。

本实施例中,计算得出主漆、固化剂、稀释剂的质量比为6∶1∶0.72。

实施例2

本实施例中一种环境友好型车用双组份中涂漆,由主漆、固化剂和稀释剂组成,主漆由以下重量份数的组分组成:羟基丙烯酸树脂35份、羟基聚酯树脂1份、环氧树脂1份、润湿分散剂0.3份、流平剂0.7份、钛白粉30份、滑石粉12份、2500目沉淀硫酸钡7份、磷酸锌4份、防沉触变剂0.4份、催化剂0.05份,溶剂包括:醋酸丁酯4份、pma4份、三甲苯2份,取混合物中的9份,固化剂为hdi三聚体多异氰酸酯固化剂75份、醋酸丁酯25份的混合物,稀释剂包括:醋酸丁酯25份、二甲苯50份、dbe5份、pma20份。

其中,所述羟基丙烯酸树脂的羟值120mgkoh/g,固体含量70%(溶剂为乙酸正丁酯),黏度22s(格式管粘度/25℃)。

本实施例中环境友好型车用双组份中涂漆的制备方法同实施例1,不同之处在于,本实施例的双组份中涂漆的主漆、固化剂、稀释剂的质量比为6∶1∶0.67。

实施例3

本实施例中一种环境友好型车用双组份中涂漆,由主漆、固化剂和稀释剂组成,主漆由以下重量份数的组分组成:羟基丙烯酸树脂30份、羟基聚酯树脂1份、环氧树脂2份、润湿分散剂0.5份、流平剂0.5份、钛白粉25份、滑石粉15份、2500目沉淀硫酸钡8份、磷酸锌6份、防沉触变剂0.3份、催化剂0.04份,溶剂包括:醋酸丁酯8份、pma8份、三甲苯4份,取混合物中的12份,固化剂为hdi三聚体多异氰酸酯固化剂78份、醋酸丁酯22份的混合物,稀释剂包括:醋酸丁酯25份、二甲苯50份、dbe5份、pma20份。

其中,所述羟基丙烯酸树脂的羟值90mgkoh/g,固体含量70%(溶剂为乙酸正丁酯),黏度20s(格式管粘度/25℃)。

本实施例中环境友好型车用双组份中涂漆的制备方法同实施例1,不同之处在于,本实施例的双组份中涂漆的主漆、固化剂、稀释剂的质量比为10∶1∶0.81。

实施例4

本实施例中一种环境友好型车用双组份中涂漆,由主漆、固化剂和稀释剂组成,主漆由以下重量份数的组分组成:羟基丙烯酸树脂25份、羟基聚酯树脂3份、环氧树脂3份、润湿分散剂0.6份、流平剂0.3份、钛白粉23份、滑石粉17份、2500目沉淀硫酸钡10份、磷酸锌7份、防沉触变剂0.6份、催化剂0.03份,溶剂包括:醋酸丁酯8份、pma8份、三甲苯4份,取混合物中的13份,固化剂为hdi三聚体多异氰酸酯固化剂70份、醋酸丁酯30份的混合物,稀释剂包括:醋酸丁酯25份、二甲苯50份、dbe5份、pma20份。

其中,所述羟基丙烯酸树脂的羟值102mgkoh/g,固体含量75%(溶剂为乙酸正丁酯),黏度25s(格式管粘度/25℃)。

本实施例中环境友好型车用双组份中涂漆的制备方法同实施例1,不同之处在于,本实施例的双组份中涂漆的主漆、固化剂、稀释剂的质量比为9∶1∶0.94。

实施例5

本实施例中一种环境友好型车用双组份中涂漆,由主漆、固化剂和稀释剂组成,主漆由以下重量份数的组分组成:羟基丙烯酸树脂28份、羟基聚酯树脂3份、环氧树脂2份、润湿分散剂0.4份、流平剂0.6份、钛白粉27份、滑石粉14份、2500目沉淀硫酸钡9份、磷酸锌5份、防沉触变剂0.5份、催化剂0.04份,溶剂包括:醋酸丁酯8份、pma8份、三甲苯4份,取混合物中的12份,固化剂为hdi三聚体多异氰酸酯固化剂73份、醋酸丁酯27份的混合物,稀释剂包括:醋酸丁酯25份、二甲苯50份、dbe5份、pma20份。

其中,所述羟基丙烯酸树脂的羟值110mgkoh/g,固体含量70%(溶剂为乙酸正丁酯),黏度21s(格式管粘度/25℃)。

本实施例中环境友好型车用双组份中涂漆的制备方法同实施例1,不同之处在于,本实施例的双组份中涂漆的主漆、固化剂、稀释剂的质量比为8∶1∶0.76。

对比例1

本对比例中一种环境友好型车用双组份中涂漆,由主漆、固化剂和稀释剂组成,主漆由以下重量份数的组分组成:羟基丙烯酸树脂32份、羟基聚酯树脂2份、环氧树脂3份、润湿分散剂0.7份、流平剂0.4份、钛白粉21份、滑石粉16份、2500目沉淀硫酸钡6.5份、磷酸锌8份、防沉触变剂0.5份、催化剂0.05份,溶剂10份,包括:醋酸丁酯4份、pma4份、三甲苯2份,固化剂为hdi三聚体多异氰酸酯固化剂75份、醋酸丁酯25份的混合物,稀释剂包括:醋酸丁酯25份、二甲苯50份、dbe5份、pma20份。

其中,所述羟基丙烯酸树脂的羟值:130mgkoh/g,固体含量70%(溶剂为乙酸正丁酯),黏度40s(格式管粘度/25℃)。

本对比例中车用双组份中涂漆的制备方法同实施例1。

对比例2

本对比例的车用双组份中涂漆,将实施例4的防沉触变剂的气相二氧化硅更换为膨润土类防沉触变剂(德谦的bengel828),其他组分及其用量、树脂参数均不变。

对比例3

本对比例的车用双组份中涂漆,将实施例5的含颜料亲和基团的丙烯酸酯嵌段共聚物润湿分散剂更换为市场上普通的含酸性基团的共聚物润湿分散剂(德国毕克化的byk110),其他组分及其用量、树脂参数均不变。

对比例4

本对比例的车用双组份中涂漆,将实施例3中所使用的hdi三聚体多异氰酸酯固化剂tpa-90sb更换为高固高粘的固化剂tka-100(市售商品,旭化成公司,固含100%,粘度2600mpa.a/25℃),其他组分及用量、树脂参数不变。

对比例5

本对比例为市场上客车常用的双组份中涂漆a,购自重庆三峡油漆股份有限公司。

对比例6

本对比例为市场上客车常用的双组份中涂漆b,购自中山大桥化工企业集团。

实验例

本实验例对实施例1-5及对比例1-6的车用双组份中涂漆的施工voc进行测试,其测试方法为:

将稀释好的车用双组份中涂漆,根据gb24409-2009附录a的a5.1的密度测试方法测试车用双组份中涂漆的施工密度;根据gb24409-2009附录a的a5.2的挥发物含量测试方法测试车用双组份中涂漆的挥发物含量;根据gb24409-2009附录a的a5.3.1的挥发性有机化学物(voc)含量的计算方法,计算车用双组份中涂漆施工状态voc含量。具体结果见下表1。

表1实施例及对比例所得环境友好型车用双组份中涂漆的voc测试结果

从表1可以看出,与对比例相比,实施例1-5所得车用双组份中涂漆的施工voc都是最低的。对比例1-4在不同程度上将树脂种类和树脂指标,固化剂的种类、指标,以及防沉触变剂、润湿分散剂的种类等方面做了对比调整,结果显示实施例1-5所得车用双组份中涂漆的voc均优于对比例1-4。对比例5、6选择的是市场上通用的客车用双组份中涂漆,其施工voc指标也远不及实施例1-5所得车用双组份中涂漆好。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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